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死海枯竭危机与拯救计划

2016-12-21  仰望星空c...

位于以色列和约旦边界的“地球的肚脐”——死海 (Dead Sea),是世界上海拔最低的湖泊。死海水面的海拔高度约为-430米,南北长86公里,东西宽5到16公里不等。死海同时也是世界上最深的咸水湖,最深处达到304米。根据2011年的测量数据,死海的盐度(salinity)为34.2%,是一般海洋盐度的9.6倍,为地球上盐分居第三位的水体。


死海风光(笔者  摄)

死海极大的盐度赋予了它非同寻常的浮力,即使是不会游泳的人也能够轻易地在水面上漂浮。此外,富含多种矿物质的死海黑泥,由于具有美容护肤的保健功效,也成为了以色列和约旦这两个死海沿岸国家宝贵的出口商品。死海对于以色列和约旦两个国家而言都是极为重要的旅游资源,有不可估量的商业价值。

死海枯竭危机

然而由于各方面的原因,近百年来约旦河(Jordan River)注入死海的淡水量在逐年减少,已经由1900年的每年1500百万立方米(MCM)急剧下降至现在的每年100至150百万立方米,死海的面积也由上世纪30年代的1020平方千米缩减至现在的600平方千米左右,死海的水位则从80多年前的-390米下降至如今的-430米,死海正在迅速地消亡!


不断缩减的死海面积 1972-2011 - NASA Earth Observatory

造成死海不断枯竭的原因基本上都源于约旦河注入死海的水量骤减,具体原因大致有如下六点:

气候变化

自第二次工业革命以来,大气中人为排放的温室气体二氧化碳的含量水平一直在不断地攀升,全球变暖的现象日趋明显,气候异常的事件时有发生。约旦河与死海沿岸的以色列、约旦在国土面积上都是小国,十分容易遭受全球气候异常所带来的不良影响。以色列的气候以地中海气候为主,夏季炎热干燥、冬季湿润多雨,每年有将近5个月的雨季和7个月的旱季,降水的季节性十分明显。然而由于全球气候变暖,以色列旱季的时间大大地延长,冬季的第一场大规模降雨有时甚至会推迟到来年的二月份。约旦河的源头加利利湖(Sea of Galilee)在以色列炎热的旱季蒸发量巨大,并且在湖底发生还不时发生渗漏的情况,导致约旦河的径流量大为减少,注入死海的水量不足,致使死海的面积不断缩减。


大气中二氧化碳总含量与人为排放的二氧化碳总量图

人口增长化

1948年5月,英国结束了对巴勒斯坦长达二十多年的委任统治,以色列国第一任总理大卫·本-古里安(David Ben-Gurion)于当年5月14日在特拉维夫宣布以色列国成立,来自世界各地的犹太移民大量涌入以色列这样一块圣经中所记载的“流着奶和蜜的应许之地”,以色列的人口也由1948年的86万人骤增到现在的800多万人。随着人口的增长,以色列对约旦河以及约旦河源头加利利湖的水资源利用程度也与日俱增。

以色列人口增长图 (1948-2014)

约旦境内的Zaatari 难民营 

以色列邻国约旦的情况则更为严峻和特殊,约旦在全球缺水国家中排名第二,然而由于2003年的伊拉克战争和近来爆发的叙利亚危机,大量的伊拉克和叙利亚难民涌入约旦。如今在约旦境内存在着许多未经规划的难民营,难民营的大量存在给约旦这个本就极度缺水的国家增加了沉重的负担,约旦全国的用水总量相较于难民到来之前增长了3倍,而约旦的重要水源之一就是约旦河。因此,约旦河沿岸国家人口的增长,对约旦河水资源的依赖不断加深,也为死海的枯竭造成了不容忽视的影响。

以色列全国输水系统(National Water Carrier)的兴建

1964年开始建设的以色列全国输水系统属于跨流域调水工程,它利用以色列东北部加利利湖作为主要淡水来源,兴修了从加利利地区到以色列南部内盖夫(Negev)地区的输水通道。全国输水系统的兴建解决了以色列水资源分布极度不均的问题,以色列南部缺水地带的居民因此也摆脱了无自来水和灌溉用水可用的困境。在20世纪90年代之前,全国输水系统所供给的淡水80%被用于农业生产,如今通过其所输送的淡水50%则被用于城镇居民生活,至今仍在发挥着巨大的作用。

以色列全国输水系统管网示意图

然而,当全国输水系统为以色列人带来源源不断淡水的同时,也因为大量地引用加利利的湖水而大大加快了死海枯竭的步伐。以色列全国输水系统的兴建使原本加利利湖注入约旦河的淡水总量减少了80%,导致死海通过加利利湖得到的水量补充严重不足。

约旦境内兴建大坝和运河

约旦是个极度缺水的中东国家,由于气候和地形等原因,约旦境内的降水量分布也极度不均。全国仅有1.1%的区域年降水量超过500 毫米,而91.4%的国土面积年降水量则不足200 毫米。在约旦广袤的东部和南部沙漠地带,夏季气温常常突破50℃,年平均降水量低于100 毫米。在靠近红海的亚喀巴(Aqaba)地区,年降水量甚至不足50 毫米。而在约旦北部的湿润地区,年降水量却可以超过600 毫米,在冬季甚至会有降雪的现象发生。为了解决本国淡水资源在空间和时间上的分配不均的问题,约旦在约旦河流域的河流上兴修了11座大坝以便在雨季进行蓄水供日后使用,并效仿以色列的全国输水系统修建了长达110公里的阿卜杜拉国王运河(King Abdullah Canal)以供本国的农业灌溉使用。约旦境内大坝和运河的兴建,在源头上减少了约旦河的径流量,也是死海枯竭的因素之一。

约旦河西岸地区的过量抽水

约旦河西岸地区(West Bank)大部分位于巴以地区山脉含水层(Mountain Aquifer)的范围之内,蕴藏着相对丰富的地下水资源,其地下水大部分会顺着地势向东最终流向约旦河,是约旦河在除了加利利湖以外另外的一个重要水源。然而,在约旦河西岸地区却存在着许多不受政府监管的“私井(Private Wells)”。“私井”的大量存在使得原本已经十分珍贵的地下水资源大为减少,约旦河通过地下水的渠道得到的水量补充出现严重短缺。更为糟糕的是,约旦河西岸居民对地下水的过量抽取在造成地下水水位迅速下降的同时还导致了当地土壤盐碱化,地下水水质发生恶化,造成了水资源的巨大浪费。

死海钾盐的开采

死海中蕴含着丰富的矿产资源碳酸钾(Potash),碳酸钾作为一种重要的工业原料,具有可观的经济价值。以色列和约旦两国每年对死海钾盐的开采量分别达到了3.5百万吨和2百万吨。然而,死海钾盐在给约以两国带来经济利益的同时也带了环境灾难,钾盐的大量开采已经导致了死海的水位在逐年下降,目前死海的水位正以一年一米的惊人速度下降,如果按此速度发展下去,死海将于2050年完全消失!不断下降的死海水位导致了死海的咸淡水界面(Fresh-Saline Interface)发生了位移,死海周边的地质结构也因此发生了变化,咸淡水界面的位移导致淡水入侵并溶解了地下的盐层(Salt Layer),地表塌陷事件时有发生,形成的许多的死海沉洞(The Dead Sea Sinkholes)给游客和周边居民带来了巨大的安全隐患。

死海水位下降造成咸淡水界面位移

死海沉洞成因假说


死海水位下降造成的塌陷(Jonathan Nackstrand摄)

死海拯救计划

面对正在不断枯竭的死海,当务之急是稳定死海的水位。目前为止较为可行的方案有兴建地中海-死海沟渠(The Mediterranean Sea – Dead Sea Conduit)或红海-死海沟渠(The Red Sea – Dead Sea Conduit)。

地中海-死海沟渠方案

早在19世纪50年代,当时的英国海军军官就曾经计划在巴勒斯坦修建一条从地中海到加利利湖或者从地中海到死海的运河以供物资的运输。犹太复国主义(Zionism)先驱西奥多·赫茨尔(Theodor Herzl)也曾计划修建这样一条运河,不过他的主要目的是为了发电而不是航运。

时间到了21世纪,由于死海出现枯竭的情况,地中海-死海沟渠的方案再一次被提出来。目前有两套地中海-死海沟渠方案,一套是兴修一条从海法(Haifa)出发横穿以色列北部地区经由贝特谢安(Beit Shean)附近最终连接死海的沟渠。另一套方案是从以色列中部沿海地区开始,取直线直接修建沟渠将地中海的海水引入死海。所有的地中海-死海沟渠设计方案的预计长度均在100公里之内,工程师们还可以利用地势上的高度差在沟渠中间修建水力发电厂,在为死海输送海水稳定水位的同时也可以进行发电作业。然而目前地中海-死海沟渠计划却一直处于搁置的状态之中,其原因除了在生态环境保护和资金来源的方面存在阻力之外,最大障碍主要则来源于政治方面,因为该沟渠的修建不可避免地会经过约旦河西岸地区,施工前还需要征得巴勒斯坦方面的同意,需要进行一系列循环往复地双边协商,以致该计划的实施遥遥无期。

红海-死海沟渠方案

红海-死海沟渠是继地中海-死海沟渠计划后的另外一个死海拯救计划。按照设计,红海-死海沟渠的长度约为180-200公里。沟渠一旦建成,每年将有20亿立方米的水量从红海输送至死海。由于死海水位低于海平面四百多米,在将亚喀巴湾(Gulf of Aqaba)的红海海水抽上来后注入死海的途中会产生好几百米的高度落差,如果在沟渠中间建设一个海水淡化厂,工程师们则可以利用该高度差所产生的重力势能为红海的海水淡化提供所需的能量,经其淡化的红海海水可供沟渠附近的以色列、巴勒斯坦和约旦使用。此外,海水淡化的副产物盐卤(Brine)则可以在经过处理之后注入死海来稳定死海的组成成分,一举两得。红海-死海沟渠的建成将在拯救死海的同时也能通过为沟渠周边的国家和地区供应淡水来促进中东地区的和平稳定。


红海-死海沟渠、地中海-死海沟渠示意图


 2015年2月26日,红海-死海沟渠一期工程约旦以色列双方签字(Haim Zach 摄)

 不过,红海-死海沟渠方案也有其不足之处。首先是工程融资上的困难,红海-死海沟渠的完全建成预计需要耗费100亿美元的资金,而工程的另一参与方约旦却是一个相对贫穷的中东国家,没有充足的资金来保证工程的顺利进行,工程的开工需要发达国家的投资甚至需要向世界银行等金融机构申请贷款。


除了资金上的问题以外,该工程也可能对当地的生态环境造成不利影响。红海-死海沟渠一旦投入运营,每年将有高达20亿立方米的海水从亚喀巴湾的红海中被抽走,其抽水速度高达63立方米每秒。大规模的抽水过程可能会扰乱亚喀巴湾的天然海洋环流并危害当地的海洋生态系统。功率强大的抽水机可能会使在海底沉积已久的营养矿物质突然间脱离海底表面而进入水体,导致亚喀巴湾海水中的矿物质组分发生突变,在造成海洋浑浊度升高的同时也大大增加了发生海藻大规模繁殖的风险,可能危及到当地的渔业产业发展。

在地质构造学上,红海-死海沟渠所处地区恰好位于叙利亚-非洲裂谷(Syrian-African Rift Valley)的范围内,地震活动时有发生,红海海水在运输过程中有可能受地震影响而发生泄漏,海水泄漏事故一旦发生就可能导致海水渗入到当地的地下含水层(aquifers),从而对地下水造成巨大的污染,并可能由此引发沟渠沿线地带的水资源危机。此外,红海-死海沟渠在设计上采用地下隧道与露天水道并行的施工模式,其露天水道也可能会对当地的野生动物的自然迁徙造成障碍,人为地分割了野生动物的栖息地。


总之,到目前为止,红海-死海沟渠的死海拯救方案是最为可行的,该方案的顺利实施需要生态学家、地质学家、经济学家、政治家、气候学家等各领域专家学者的共同努力。通过沟渠将海水引入死海只是现今拯救死海的可行方法之一,若想从根本上遏制住死海枯竭的步伐,死海周边国家和地区还需要团结起来做到在人口增长的大背景下尽最大努力实现水资源的合理利用。世界各国也应携手合作,实现节能减排,扭转全球气候变暖的趋势。

(本文作者罗锦程, 特拉维夫大学环境研究专业硕士毕业生)

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